m dulo 8 pruebas mec nicas de control y

Autor: Carlos Luis Lasarte Fecha de edicin: Diciembre 2014

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DIPLOMATURA INTERNACIONAL EN: INSPECTOR INTEGRAL DE CONDICIN DE CALDERAS EN SERVICIO

Confiabilidad y Seguridad en Calderas

MDULO # 8 PRUEBAS MECNICAS DE CONTROL Y ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS, QUE APLICAN EN CALDERAS

PRUEBAS MECNICAS DE CONTROL Y ENSAYOS N JUSTIFICACIN: Las pruebas y ensayos al cuerpo de presin de las calderas, a sus accesorios y dispositivos de seguridad, tanto mecnicos (vlvulas de seguridad) como instrumentales y de control, son el punto de principal enfoque en los reglamento y normas tcnicas de nuestros pases en Latino Amrica. Los inspectores deben dominar el cmo hacer estas pruebas de manera confiable y segura, y los criterios de aceptacin y rechazo que deben aplicarse lo establecido en los Reglamentos y Normas Tcnicas sern complementados con lo indicado por la Parte 2 del Cdigo de Inspeccin del National Board.

En la mayora de los Reglamentos y Normas Tcnicas nacionales, se deja al criterio del Inspector la necesidad de aplicar ensayos no destructivos a los diferentes componentes de las calderas, as que adicionalmente, este mdulo dar las herramientas bsicas que permita seleccionarlos en funcin del mecanismo de dao observado o esperado, con la finalidad de verificar o descartar la presencia de los mecanismos de dao esta seccin se basar en lo planteado por el Cdigo PCC 3 de ASME.

OBJETIVO TERMINAL: Conocer las normas asociadas a las pruebas mecnicas de control. Plantear los conocimientos y criterios de seleccin de los mtodos no destructivos y destructivos, que pudieran requerirse en la gestin de inspeccin y cumplir con lo indicado en el Reglamento o la Norma Tcnica de Inspeccin de Calderas en Servicio que corresponda a cada uno de los pases de nuestra regin. TEMARIO:

Reglamentos y Pruebas de Control para Habilitacin (Certificacin) Reglamentos Nacionales Cdigo de Inspeccin del National Board

Estudios de Integridad No Sorpresas ASME PCC 3 - Inspeccin Basada en Riesgo

Inspeccin y Examinaciones No Destructivas Cdigo ASME Seccin V - ASTM


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REGLAMENTOS Y PRUEBAS DE CONTROL PARA HABILITACIN (CERTIFICACIN) En la mayora de los pases de Latino Amrica la inclusin de los cuidados con relacin a las calderas, en cuando a los requerimientos de fabricacin segn cdigos reconocidos, el registro ante la institucin que se ocupe de la seguridad laboral, su instalacin y pruebas de control para ser habilitadas o certificadas, vienen aproximadamente de la misma poca en que la OIT gener y distribuyo su REGLAMENTO-TIPO DE SEGURIDAD EN LOS ESTABLECIMIENTOS INDUSTRIALES, PARA GUA DE LOS GOBIERNOS Y DE LA INDUSTRIA datado en GINEBRA em 1950.

En la mayora de los reglamentos se establece que las calderas deben ser Registras ante el Organismo responsable de la administracin y control del buen uso de las calderas, para recibir un nmero o serial de identificacin que acompaar a la caldera por toda su vida operacional. En algunos de los Reglamentos se requiere que adems de registrar la caldera, se presente para su aprobacin el proyecto de instalacin incluyendo los clculos y planos de fundaciones, tuberas, equipos auxiliares, accesorios de seguridad, etc.

De alguna forma vrios de los requerimentos varian empezando por los tiempos establecidos entre una inspeccin y la siguiente para habilitar (certificar) a las calderas. Se encuentran pases donde el requerimiento es anual (Argentina Provincia de Buenos Aires y Venezuela), cada dos aos (Argentina Provincia de Crdoba y Provincia de Mendoza, Colombia para calderas del tipo I y II), cada tres aos (Chile y Colombia para calderas del tipo III y IV) y cada cuatro aos en Uruguay.

Por otro lado, en algunos pases solo se indica que las pruebas e inspecciones de control se deben hacer peridicamente y en otros se llega a brindar la opcin de extender los tiempos en funcin de los controles de control qumico, seguimientos y mantenimientos preventivos.

No es intencin del autor criticar los tiempos establecidos entre una inspeccin y la siguiente, pero es definitivo que en los pases de la regin no se tiene una tradicin de buen cuidado y uso de las calderas, formacin y certificacin de los operadores y hay muchas calderas, sobre todo las de menor capacidad, sin tratamiento alguno de agua. En este sentido debe ser el resultado de las estadsticas de accidentes con calderas los que den la pauta de si estos tiempos son los adecuados o si hay que revisarlos.

Si bien es cierto que el Cdigo de Inspeccin del National Board NBIC, que ha venido siendo la referencia utilizada a lo largo de la Diplomatura, con relacin a la inspeccin de calderas en servicio, siempre indica que se verifique los requerimientos de la Jurisdiccin con competencia en el lugar donde la caldera est instalada, en varios de las publicaciones referencias del National Board se propone para calderas de potencia y calderas de calentamiento de agua a altas temperaturas la habilitacin (certificacin) anualmente, y propone la posible alternativa de extensin de las pruebas de habilitacin a treinta y seis (36) meses, si la caldera est completamente atendida con:

Tratamiento del agua de forma continua, con anlisis diarios y supervisado por personal entrenado y experimentado en tratamientos de agua para calderas.

Registros operativos de la caldera (bitcora y libro de vida), indicando Que los controles, dispositivos de seguridad, instrumentacin, y otros requerimientos

necesarios para la seguridad de la caldera estn actualizados, en servicio, calibrados, y que cumplen con los requerimientos de los cdigos de seguridad apropiados, tales como NFPA 85 o ASME CSD-1, el NBIC y que los requisitos de la Jurisdiccin no estn comprometidos.


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Se contemplan incluso consideraciones especiales para habilitaciones ms all de los treinta y seis (36) meses.

Adicionalmente el National Board indica que para calderas de baja presin, calentadores de agua y tanques de almacenamiento de agua caliente cubiertas en sus reglas y regulaciones debern recibir una inspeccin para habilitacin (certificacin) con una frecuencia bienal, con la excepcin de las calderas que estn ubicadas en sitios pblicos, en cuyo caso debern ser habilitadas (certificadas) anualmente, con inspeccin interna al menos cada dos (02) aos.

En este sentido es mucho el trabajo de concientizacin de los usuarios de calderas, que deben desarrollar las organizaciones responsables de la administracin de los programas de habilitacin (certificacin), de en los pases de la regin.

Se puede observar en algunos reglamentos que se establece que estas pruebas de control se deben llevar a cabo en las calderas, al momento de alguno de los siguientes eventos:

Al trmino de la fabricacin, antes de la entrega al usuario (por parte del fabricante) Luego de instalada antes de entrar en servicio (Inspeccin inicial ver NOTA) Luego de cualquier reparacin, alteracin, reforzamiento o modificaciones Luego de haber estado ms de un ao sin actividad Cuando ha sido Reinstalada Una vez cumplido el periodo establecido por el Reglamento para la habilitacin (certificacin) Cuando lo requiera la Organizacin Responsable de administrar la habilitacin (certificacin)

de las calderas.

NOTA: En aquellos reglamentos donde se requieren las pruebas de control iniciales, se establece que adems de hacer las pruebas de control se verifique que se haya cumplido con lo presentado en el proyecto de instalacin.

En muy pocos reglamentos se hace alguna diferencia o categorizan las calderas en funcin de sus capacidades de produccin de vapor, para definir la frecuencia de ejecucin de las pruebas de control para la habilitacin (certificacin). Ejemplo de esto se muestra a continuacin tomado del proyecto de Reglamento Tcnico de Colombia:

a. Categora I: Calderas con potencia menor o igual de 50 kW b. Categora II: Calderas con potencia mayor de 50 kW y menor o igual a 1000 kW c. Categora III: Calderas con potencia mayor de 1000 kW y menor o igual a 3000 kW d. Categora IV: Calderas con potencia mayor a 3000 kW

Algunos Reglamentos tienen enfoques muy administrativos y dan pocas pautas tcnicas, pero en los que se dan enfoques tcnicos se llegan a especificar las pruebas de control, sus condiciones y criterios de aceptacin de las mismas.

En lneas generales los requerimientos tpicos, para la evaluacin de seguridad de las calderas son: a) inspeccin ocular, b) inspeccin exterior e interior, c) presin de timbre y cierre de las vlvulas de seguridad, d) ensayo hidrosttico,


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Hay reglamentos en los que entre las pruebas de control se incluye la verificacin de la funcionalidad de los sistemas de control y seguridad de la caldera o enclavamientos, tales como:

e) alarmas y disparos de la caldera por alto, bajo y muy bajo nivel de agua f) disparos por alta y bajo presin en la tubera del combustible (lquido o gaseoso) que

alimenta el o los quemadores g) actuacin de los dispositivos de sobre presin de la caldera, previo a la actuacin de las

vlvulas de seguridad h) falla de los detectores de llama i) falla en el flujo de aire de combustin y/o paro del ventilador de tiro j) y verificacin de los tiempos de purga del horno

En todos los casos indicando los tiempos de actuacin de los sistemas de seguridad.

En algunos casos se requiere adicionalmente: k) verificacin de Calibracin Reciente del Manmetro de la Calderas l) Verificacin de los Registros de Control de la Calidad del agua de Alimentacin y de la

Caldera

En algunos reglamentos se pide la verificacin de espesores y recalculo de la presin mxima de trabajo de acuerdo a cdigos de construccin al momento de hacer las pruebas de control para la habilitacin (certificacin), en otros se indica que a criterio del inspector se deben hacer pruebas especficas o ensayos extraordinarios si se observan condiciones fuera de lo esperado, y en otros esto lo solicitan cuando se lleve a cabo el estudio de integridad de la caldera a los 25 o 30 aos de la fabricacin de la caldera.

En un par de los reglamentos se hace referencia a la necesidad de hacer la revisin de la red de distribucin de vapor, con la inspeccin de habilitacin y/o cuando la instalacin presente daos evidentes como consecuencia de eventos naturales o imprevistos.

Particularmente en el proyecto de reglamento de Colombia se hace referencia a la evaluacin de eficiencia de la combustin y control de emisiones. PRUEBAS HIDROSTTICAS

Normalmente en la mayora de los Reglamentos de los pases de Latino Amrica se tiene establecido como factor comn el uso como presin de prueba para la habilitacin de las calderas 1,5 veces la presin mxima admisible de trabajo, pero llegan a haber alguna regulacin que permiten las pruebas hidrostticas a 1,5 veces la presin de trabajo adoptada.

Particularmente en el proyecto de reglamento tcnico de calderas de Colombia se propone para su discusin, aplicar pruebas hidrostticas a calderas entre 0 y 5 aos de vida a una presin entre 1.25 y 1.5 veces la presin mxima permisible de trabajo PMPT especificada por el fabricante y a calderas de ms de 5 aos a 1.5 veces la presin de operacin recomendada por el fabricante, en este caso la presin de operacin no puede ser superior al 80% de la mxima presin permisible de trabajo especificada por el fabricante.

Otra regulacin en la que se observa un planteamiento diferente es en el de la Provincia de Crdoba, en la que se plantea la aplicacin de 1,5 veces la presin de trabajo adoptada, cuando la presin de


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trabajo adoptada sea inferior a 1400 KPa (203psi) y para presiones igual o mayor a 1400 KPa (203psi), el lmite del ensayo hidrosttico se fijar en 500 KPa (72,5psi) por encima de la presin mxima de trabajo.

Con relacin al criterio de aceptacin de la prueba de presin en lo que se refiera a la cada de la presin de prueba, este va desde el lmite de no aceptarse prdidas ni deformacin permanente, hasta prdidas no mayores a 3% luego de cierto tiempo de la prueba. Con respecto a los tiempos de duracin este se plantea en los varios reglamentos desde 30 minutos hasta el tiempo que sea necesario para examinar convenientemente las diversas partes relevantes del generador de vapor.

De nuevo haciendo referencia a los planteamientos del National Board, en los que siempre se indica que se debe cumplir lo establecido por la Jurisdiccin de ubicacin de la caldera, se plantea que la prueba hidrosttica se debe aplicar a:

a. Calderas nuevas que van a entrar en servicio. Excepto las calderas tipo paquete que cuenten con la prueba hecha en la fbrica.

b. Calderas usadas que se trasladan e instalan, y van a entrar de nuevo en servicio. c. Cuando se intervenga el recipiente presin mediante algn tipo de reparacin que implique

trabajos de soldadura y/o rectificado. De igual manera, cuando se intervenga sobre otras partes de presin tales como: tuberas de presin, cabezales, colectores, tambores, tapas o huecos de inspeccin, placas tubulares.

En los casos en los que hay evidencias de fugas, para obtener informacin adicional sobre esta o para determinar la extensin de un posible defecto, se indica que pudiera ser desempeada una prueba de presin, siguiendo los lineamientos del pargrafo 4.3.1 de la Parte 2 del NBIC.

a) Durante una inspeccin, pudieran haber ciertas instancias donde condiciones en-servicio han afectado adversamente la estanqueidad o la inspeccin revela formas de deterioro inusuales, difcil de evaluar, que pudiera afectar la capacidad de retencin de presin del componente. En estas instancias especficas, una prueba de presin usando un lquido incompresible, agua, u otro medio de prueba adecuado, pudiera ser requerida a la discrecin del Inspector para evaluar la integridad de la presin lmite del componente de retencin de presin.

b) El Inspector es advertido de que una prueba de presin no proveer alguna indicacin de la cantidad de vida remanente de servicio o la futura confiabilidad del componente de retencin de presin. La prueba de presin solo sirve para determinar si el componente contiene defectos que no permitirn retener presin. En ciertos casos, las pruebas de presin de componentes en servicio pudieran reducir la vida remanente de servicio debido a la provocacin de deformaciones permanentes.

En varios Reglamentos se indican los requerimientos y cuidados para la ejecucin de la prueba hidrosttica y en el caso particular del Cdigo de Inspeccin del National Board NBIC se especifica particularmente que una prueba hidrosttica debe cumplir un diseo cuidadoso del procedimiento de prueba para limitar daos potenciales, resaltando que los parmetros que deberan ser considerados son el medio de prueba, la presin de prueba, materiales de construccin y temperatura del material y temperatura del medio de prueba. Puntos resaltados en el Pargrafo 4.3.1.2 de la Parte 2 del NBIC son:

La presin de prueba debera ser seleccionada o ajustada en acuerdo entre el Inspector y Propietario-usuario.


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La presin de prueba con lquido no deber exceder la menor de 150% de la MAWP o la presin de prueba establecida por el cdigo original de construccin.

Cuando un dispositivo de alivio de presin es dejado en su lugar, la presin de prueba no debera exceder el 90% de la presin de ajuste del dispositivo de alivio con ajuste de presin ms baja, en el componente de retencin de presin para evitar dao a los dispositivos de alivio de presin.

La temperatura del metal no deber ser superior a 120F (49C) a menos que el Propietario-usuario especifique el requerimiento para una temperatura de prueba ms alta. Si el Propietario-usuario especifica una temperatura de prueba ms alta que 120F (49C), entonces se debern tomar precauciones para permitir al Inspector una examinacin cercana sin riesgo de lesiones.

El tiempo de sostenimiento para la prueba de presin con lquido deber ser por un mnimo de 10 minutos previo al examen por el Inspector. La presin de prueba deber ser mantenida por el tiempo necesario por el Inspector para conducir la inspeccin.

En otro documento del National Board NB-132 Recommended Administrative Boiler and Pressure Vessel Safety Rules and Regulations con relacin a la Prueba de Presin de una caldera se indica que una Prueba de Presin, cuando es aplicada a calderas o recipientes a presin no necesita exceder la presin mxima admisible de trabajo o el ajuste ms bajo de las vlvulas de seguridad. La presin deber estar bajo un control apropiado de manera que en ningn caso la presin de prueba requerida deber ser excedida.

Durante una prueba de presin la(s) vlvula(s) de seguridad debern ser removidas o cada vlvula deber ser retenida por una mordaza y no atornillando hacia abajo el tornillo de compresin del resorte.

Tambin se sugiere que las temperaturas mnimas del metal durante una prueba de presin no debern ser menores a 70F, y que la temperatura mxima del metal durante la inspeccin no deber exceder los 120F. Cuando una prueba de presin es aplicada para determinar la hermeticidad de una caldera, la presin deber ser igual a la presin normal de operacin pero no necesita exceder la presin de liberacin de la vlvula de seguridad que tenga el ajuste ms bajo. PRUEBA DE VLVULA(S) DE SEGURIDAD

Las pruebas de las vlvulas de seguridad normalmente se ajustan a los requisitos de los cdigos de construccin de ASME y de inspeccin de las calderas en servicio del National Board. En algunos pases se establece como requerimiento hacer la prueba de acumulacin en cada una de las inspecciones para habilitacin (certificacin) de las calderas, en otros solo se cita.

Para garantizar que la vlvula da la proteccin requerida a la caldera, se deben cumplir los siguientes requisitos:

a. Para el caso de calderas con una sola vlvula de seguridad, sta se debe disparar en el punto de presin de ajuste, teniendo en cuenta que la presin de disparo siempre debe estar por debajo o mximo igual al nivel de la mxima presin permitida de trabajo de la caldera.

b. Para calderas con ms de una vlvula de seguridad, La primera vlvula se debe disparar a una presin igual a, o por debajo de la mxima presin permitida de trabajo de la caldera. Las


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restantes vlvulas se deben disparar a presiones por encima o por debajo de la mxima presin permitida de trabajo, pero en ningn caso, ninguna vlvula se ajustar a una presin mayor al 3% de la presin mxima permitida de trabajo y deben mantener su rango de ajuste dentro y por debajo del 10% del ajuste de la vlvula de ms alta calibracin de presin.

Con respecto a la presin de cierre (blowdown) de la(s) vlvula(s) de seguridad no en todos los reglamentos se indica cual debe ser este valor, pero en los que lo indican la presin de cierre debe estar entre 4% y 6%. Prueba de acumulacin

No en todos los reglamentos se pide que se efecte una prueba de acumulacin durante las pruebas de habilitacin (certificacin) de las calderas, y de hecho en alguno se est evaluando en qu casos o a qu tipo de calderas les aplica esta prueba. A continuacin se indican las Secciones de los Cdigos en los que se hace referencia a esta prueba:

Las referencias que se aplica: Section I, No-Obligatorio Appendix A-46.1 Section VI: (Prueba de Acumulacin de calderas de vapor de calefaccin de baja presin) Apendice Mandatorio IV C. Section VII: No dirigida (medicin de viaje de husillo (levantamiento) es cubierto en C4.130(c)) El cual pudiera probablemente requerir una prueba similar) NBIC: Part 1, pargrafo 2.9.1.3 e) 1)

Aunque esta prueba no es comn, un ensayo de acumulacin se puede hacer para verificar la capacidad de la vlvula seguridad. La prueba est incluida en la Seccin I, seccin VI y la NBIC.

En todos los casos donde se realiza un ensayo de acumulacin, las condiciones de ensayo deben ser controladas muy cuidadosamente de modo que la presin no exceda la sobrepresin aplicable (tpicamente 6% para calderas ASME Seccin I). Si la presin excede ese lmite la prueba no es satisfactoria ya que no hay suficiente capacidad disponible. La prueba se debe parar inmediatamente, la causa del problema corregido (verificar estado de la vlvula o aadir capacidad de la(s) vlvula(s) de seguridad).

Algunos comentarios y precauciones

1. Pese a su inclusin en las normas anteriores, esta prueba no se realiza comnmente. La adecuacin de la capacidad de la vlvula de seguridad de la caldera se determina con mayor frecuencia por anlisis. La Capacidad Mxima de Evaporacin Diseada se determina ya sea desde las ecuaciones simplificadas en el Apndice A-12 a A-17 (basado en el combustible quemado) o de un anlisis ms detallado de transferencia de calor. Esta capacidad se compara con la capacidad nominal del fabricante de la(s) vlvula(s) de seguridad (certificado por el National Board). Si la capacidad instalada es suficiente, un ensayo de acumulacin es poco frecuente

Un mtodo alternativo de clculo sobre la base de superficie de calentamiento tambin podra ser utilizado. (Ref: NBIC Parte 1, par 2.9.1.3 y tabla asociada.). Se debe tener en cuenta que las estimaciones de capacidad de la caldera basadas en el combustible quemado o superficie de


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calentamiento pueden no ser conservador para nuevas calderas que utilicen mtodos avanzados de transferencia de calor (tubos con aletas, etc.).

2. Este tipo de pruebas puede ser peligroso. La caldera est funcionando a su mximo fuego con algunos de sus controles anulados, y las pruebas, por lo tanto deben hacerse con el mximo cuidado. Una presin mxima debe establecerse antes de la prueba y luego no debe ser excedida.

3. Puesto que la caldera est en fuego mximo, la carga de presin y produccin de vapor, los esfuerzos y tensiones en el equipo estn en su nivel ms alto, as que el momento adecuado para esta prueba es cuando la caldera es nueva y es de esperar que la misma est en su mejor condicin. Una vez que la prueba se realiza con xito y siempre y cuando la caldera no cambie significativamente (aumento de la alimentacin de combustible, cambio aumento de la superficie de calentamiento) no habra ninguna razn para repetir la prueba de acumulacin, siempre y cuando estn presentes las mismas vlvulas de seguridad. ALGUNAS SUGERENCIAS PARA LAS INSPECCIONES DE HABILITACIN (CERTIFICACIN) Con relacin a las Condiciones de Servicio

Ya se ha analizado en varios Mdulos de la presente Diplomatura la importancia que las condiciones operativas tienen sobre la integridad y confiabilidad de las calderas, en este sentido siempre se le recomienda a los inspectores evaluar durante su evaluacin inspeccin para habilitacin (certificacin) verificar:

La temperatura y presin a la cual la caldera opera, ya que pudiera bajo algunas condiciones superarse lo establecido por diseo.

La condicin general de las instalaciones en la que la caldera est operando, incluyendo hbitos de mantenimiento y operacin, esto puede ser una gua en formar una opinin del cuidado dado a la caldera.

Previo a la Inspeccin

Se sugiere una revisin de la historia conocida de la caldera, con relacin al estatus de la habilitacin (certificacin), la operacin, mantenimientos, reparaciones menores y/o mayores, inspecciones previas recientes, fallas, condiciones de la caldera fuera de servicio, etc. Se sugiere ver los pargrafos 1.5.2 y 2.2.4 de la Parte 2 del NBIC. Con relacin a las Condiciones de la Sala de la Caldera o su Ubicacin

La condicin general de la sala de caldera o ubicacin de la caldera debera ser evaluada usando los requerimientos jurisdiccionales. La reglamentacin de Seguridad e Higiene laboral de la mayora de los pases resaltan condiciones como iluminacin, ventilacin para habitabilidad, orden y limpieza del rea, seguridad personal y consideraciones generales de seguridad.


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RIESGOS EN CALDERAS

En la mayora de los pases de Latino Amrica se cuenta con Normas y Reglamentos asociados a la Higiene, Seguridad y Salud Ocupacional Laboral, como parte de las leyes del trabajo. En muchas de ellas se establecen las responsabilidades del patrono y del trabajador, y se requiere la definicin de los factores de riesgo que existen en cada puesto de trabajo.

En este sentido resulta siempre conveniente que para el rea de operacin de las calderas, se definan los Riesgos, consecuencias que estos pudieran generar y las formas de prevencin, de manera que las auditoras de seguridad a desarrollarse por los representantes tanto del patrono como de los trabajadores, permita el desarrollo de un plan de mejoramiento continuo del rea de trabajo de las calderas. Ejemplo de esto se plantea en el proyecto de Reglamento Tcnico de Calderas de Colombia a continuacin algunos de los factores de riesgo planteados: Factores de riesgos generados en el diseo, fabricacin, instalacin, operacin, mantenimiento y reparacin de calderas.

FACTOR DE

RIESGO RIESGO CONSECUENCIA PREVENCIN

Deficiencias de

vlvulas de

seguridad

Explosin e

incendio.

Lesin fsica, muerte,

prdida de bienes

materiales, lucro cesante,

contaminacin ambiental.

Vlvulas certificadas y de

correcta seleccin y diseo,

inspecciones peridicas,

calibracin anual, aplicacin

del RTC, NFPA, ASME, otros

cdigos

Escape de

combustible

Explosin e

incendio.

Lesin fsica, muerte,

prdida de bienes

materiales, lucro cesante,

contaminacin ambiental.

Vlvulas certificadas y de

correcta seleccin y diseo,

inspecciones peridicas,

calibracin anual, aplicacin

del RTC, NFPA, ASME, otros

cdigos.

Deficiencias en

el control de

nivel de agua

Implosin, rotura

de tuberas y

partes de presin

de la caldera.

Lesiones fsicas, lucro

cesante, prdida de

produccin, accidentes,

prdida de bienes

materiales, muerte.

Contar con controles e nivel

debidamente certificados,

revisin peridica de estos

elementos, disponer de

alarmas, calibraciones y

ajustes peridicos, buenas

prcticas operativas.


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Prcticas

operativas

inadecuadas o

mantenimiento

nulo o

deficiente

Enfermedad,

accidente,

incendio y

explosin,

contaminacin

atmosfrica.

Lesiones fsicas, accidentes,

lucro cesante, prdida de

produccin, prdida de

bienes materiales, dao de

equipos y/o instalaciones,

muerte.

Personal capacitado, seguir

recomendaciones del

fabricante, revisiones

peridicas, contar y ejecutar

un plan de mantenimiento,

calibracin por entidades y

personal acreditado,

repuestos y materiales

certificados, dispositivos de

seguridad y regulacin

calibrados.

Inspecciones

deficientes o

no realizadas

Enfermedad,

accidente,

incendio y

explosin,

contaminacin

ambiental.

Enfermedad profesional,

lesiones fsicas, accidentes,

prdida de produccin,

prdida de bienes

materiales, dao de equipos

y/o instalaciones, muerte.

Aplicacin del REC.

Fallas en la

purga de gases

en los hogares

Explosin,

incendio

Colapso de las paredes de la

caldera, lesiones fsicas,

prdida de produccin,

prdida de bienes

materiales, dao de equipos

y/o instalaciones, muerte.

Mantenimiento adecuado de

los sistemas de control,

procedimientos seguros.


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ESTUDIOS DE INTEGRIDAD NO SORPRESAS Qu pide su Reglamento? Plantear un estudio de integridad, en algunos de los reglamentos de Latino Amrica se establece hacerlo a los 25 o a los 30 aos de funcionamiento de la caldera, y en otros se deja al criterio del inspector habilitado decidir si un estudio de este tipo o la aplicacin algunos ensayos adicionales si se observara alguna condicin poco confiable. En algunos foros se ha planteado que el hacerlo a los 25 aos no genera resultados que indiquen la mala condicin de la caldera, generndose as la duda de cuando efectuar un estudio de este tipo. Cundo es el momento preciso para hacer este tipo de evaluaciones? Es factible establecer un Paso a Paso? Qu estandarizar? Cunto tiempo de vida le queda a la caldera? Existe un Criterio para darlas de baja? Qu inspeccionar para la toma de Decisiones? En este captulo se plantea una revisin de cules son las tendencias o en que se basan la ejecucin de este tipo de estudios, qu criterios se siguen, si hay un criterio para dar de baja a una caldera y que inspeccionar (que mecanismo y donde) y que tipo de ensayos se efectan tpicamente para identificarlos o descartarlos. Ya los participantes conocen la mayora de los mecanismos de dao, saben que para un mismo mecanismo de dao pudieran haber diferentes modos de falla, se sabe en qu parte de la caldera pudieran ocurrir los varios mecanismos y que la aparicin o no de estos depende de las condiciones operacionales a las que la caldera ha sido expuesta. Adems se ha indicado que examinaciones no destructivas pueden ser usadas para identificar cada tipo de mecanismo de dao. Con esto se tiene la base de Qu hacer para evaluar la integridad de la caldera? Una caldera en perfectas condiciones.Unos minutos despus!


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ESTADSTICA DE FALLAS DE CALDERAS FACTOR DE SERVICIO DE LOS EQUIPOS En los Mdulos anteriores se pudo ver en detalle los muchos mecanismos de daos, donde ocurren dentro de la caldera, cuales son las razones por las que ellas se inician y evolucinan, la velocidad con que ellos evolucionan, que medidas de mitigacin pudieran considerarse para cada mecanismo y con que ensayos se pudieran iedentificar y dimensionar. Tambien se han visto las estadsticas que varias organizaciones han publicado con relacin a mecanismos tpicos y su ubicacin en la caldera.esto pudiera ser una gua, para enfocar un anlisis de que buscar y donde en cada tipo de caldera. MECANISMOS CAUSAS MECNICAS 81% Alta temperatura (rpido) 65.8% Creep (alta temp. largo tiempo) 8.6% Erosin 3.5% Grafitizacin 4.9% Fatiga 3.8% Defectos de soldadura 3.1% Defectos de fabricacin 2.6% Coeficiente de expansin trmica Fatiga 2.2% Dilatacin/Soportes 2.6% Otros 2.9% CORROSIN (19%) Agua de alimentacin 37.2% Ataque de hidrgeno 20.0% Cenizas 19.2% (Aceite pesado: 9.2%) (Carbn: 10.0%) Pitting por O2 10.8% Stress corrosin craking 8.1% Ataque caustico 4.5% Otros 4.0%


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LOCALIZACIN DE LAS FALLAS EN CALDERAS Paredes de agua 29.4% Sobrecalentadores 44.8% Recalentadores 13.5% Economizadores 4.8% Techos 1.9% Pisos 1.4% Otros 4.2% Algunos ejemplos de los ya visto, son:

Daos por cenizas Fundidas

Fallas por temple

Sobrecalentamiento


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Si durante una inspeccin de habilitacin se llega a observar una condicin que pudiera llevar a la caldera a una condicin crtica, esto ha de ser reportado y debe ser la razn de un seguimiento hasta su resolucin. Si el conocimiento de los mecanismos y su ubicacin se combina con la la visin dada en mdulos previos (condiciones operacionales, calidad de combustin y de agua), pues ya se tiene un gran adelanto para lo que pudera ser la definicin de un plan de inspeccin Que inspeccionar? Cuando inspeccionar? Como y Con qu inspeccionar? Una vez que se decida hacer el estudio de integridad, que no necesariamente ha de esperar a los 25 aos, se sugiere hacer uso de alguna de las metodologas conocidas y ya presentadas: API RP 580 Inspeccin Basada en Riesgo o PCC-3 2007 Inspection Planning Using Risk-Based Methods, para organizar la informacin. En que basarse para llevar a cabo una evaluacin de este tipo? A continuacin parmetros que se han planteado ya en mdulos anteriores como importantes para la integridad confiabilidad de la caldera, as que se debe solicitar a los operadores los registros de los parmetros o de eventos incidentes que hayan ocurrido y hayan sacado a la caldera de su condicin normal. Conociendo los eventos ocurridos, su frecuencia y los efectos que estos pudieran tener sobre la integridad confiabilidad de la caldera, ya se podra comenzar a identificar la ocurrencia de algunos potenciales mecanismos de dao.


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Variables consideradas a cada Condicin de Operacin: (a) Nivel de agua (b) Arrastres de agua y slidos con el vapor saturado (c) Contaminantes en el agua de alimentacin (agua de atemperacin) y en la caldera, que

pudieran venir con el condensado o con el agua producida para alimentar la caldera. NOTA: Cada proceso productivo tiene sus potenciales contaminantes del condensado y los potenciales daos que estos hagan a la caldera se deben conocer (hidrocarburos, sales, etc.)

(d) Caractersticas de las llamas combustin adecuada y Caractersticas del combustible y sus productos de combustin

(e) Temperaturas de los tubos de sobrecalentador (en operacin normal y durante arranques) (f) Buen funcionamiento de equipos auxiliares principalmente el desaireador (g) Presiones y Temperaturas en funcin de las cargas de operacin (eventos de sobre-presin) (h) Variaciones de cargas (i) Sobrepresiones su ocurrencia y frecuencia (disparos o actuacin de vlvulas de seguridad) (j) Frecuencia de paradas y arranques (k) Control de los parmetros durante los procesos de arranques y paradas cumplimiento con

la curva establecida por los fabricantes. Con la recoleccin de estos histricos recientes se puede desarrollar una matriz de definicin de la posible necesidad de llevar a cabo una evaluacin de integridad de la caldera.

Espectativas de funcionamiento y curva de arranque que debe entregar el fabricante con los manuales de la caldera. Es informacin que los operadores deben manejar para evlauar el comportamiento de la caldera, siempre haciendo uso de instrumentos calibrados.

Como esquema de organizacin de la informacin de la caldera siendo evaluada, se puede separar la informacin en:

La informacin anterior, con la informacin sobre: el diseo de la caldera, la historia de:

o operacin (variables antes descritas), o mantenimientos qu planes se siguen y en que se basan? se han cumplido?


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o fallas, o reparaciones, o inspeccin Son efectivos los mtodos usados para identificar los tipos de daos que

hayan podido comenzar a ocurrir? dan valor agregado para hacer predicciones? o control qumico y preservacin fuera de servicio o calidad de combustibles y observaciones sobre la combustin

Ms la condicin actual del equipo lo que se encuentre durante esta inspeccin de habilitacin o para determinar alcances de mantenimiento, determinar:

Qu tan probable es que fallen los diferentes componentes de la caldera por uno o ms mecanismos de dao?

Lamentablemente en un componente de la caldera no ocurrir un nico mecanismo de dao en evolucin, normalmente varios mecanismos ocurren en paralelo, unos favorecen a otros y en muchos casos desarrollan sinergia entre ellos.

Cuando se asocia esta probabilidad de falla, con la consecuencia de las fallas: tendremos el riesgo asociado al componentey por lo tanto la necesidad de anlisis

NO TODOS LOS ESTUDIOS DE INTEGRIDAD DEBERAN TENER EL MISMO ALCANCE! Deberan depender del primer levantamiento de informacin

Secuencia lgica de un anlisis de para definir el Estudio de Integridad:

Lo primero: Despiecemos nuestra caldera en componentes, (a) recopilar y validar los datos y la informacin necesaria (histricos) (b) Identificar mecanismos de dao sospechables, y si hay un histrico de fallas ver el o los

modos de falla para cada mecanismo En consecuencia, ir ordenando los posibles mtodos de ensayos no destructivos a utilizar.

Para cada componente de la caldera (c) determinar la probabilidad de falla dentro de un marco de tiempo para cada mecanismo de

dao. Nuestros mercados son bastante pequeos y nuestras deficiencias son bastante similares y aunque las variables asociadas son bastantes, un inspector puede ir ordenando para modelos similares de calderas, en diferentes tipos de industrias, cuales son los mecanismos de daos tpicos. Sera muy beneficioso contar en nuestros pases, de ser posible en las entidades responsables de administrar las inspecciones habilitaciones de calderas, con bases de datos de las no conformidades encontradas durante las inspecciones, si no llegar hasta una de mecanismos de dao y fallas.

(d) determinar el o los modos de falla crebles (por ejemplo: pequeas fugas, grandes fugas, rupturas)

(e) identificar los escenarios de consecuencias crebles que resultarn del o los modos de falla.

Un anlisis que contemple lo anterior debe generar un informe de la criticidad de la condicin y sus posibles consecuencias, si hay formas de mitigar la condicin o si es una condicin que debe ser


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evaluada por el ente responsable de dar la habilitacin (certificacin) y se debe llegar a la decisin de dar de baja a la caldera. Seccionar a la caldera en componentes y colocar los posibles mecanismos de daos sobre cada uno, y en funcin de la revisin del histrico ir descartando o definiendo cules de ellos pueden ser factibles o crebles. Tubos del Sobrecalentador Tubos del Hogar

Sobre el punto (b) Identificar los mecanismos de dao y el o los modos de falla para cada mecanismo. Cada mecanismo de dao puede tener varios modos de falla. Se conoce que para un mecanismo de corrosin por oxgeno, se pueden plantear mltiples modos de falla: Ejemplo N 1: Ataque localizado podra conducir a una fuga debido a una perforacin


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Ejemplo N 2: Adelgazamiento general podra conducir a una ruptura, mucho ms dramtica.

Secuencia lgica de un anlisis de riesgo es (Continuacin):

(f) determinar la probabilidad de cada escenario - consecuencia, considerando la probabilidad de falla y la probabilidad de que un escenario especfico resultar de la falla

(g) determinar el riesgo, incluyendo un anlisis de sensibilidad, y revisar la consistencia de los resultados del anlisis de riesgo

(h) desarrollar un plan de inspeccin y si es necesario, otras acciones de mitigacin, y evaluar el riesgo residual

Ejemplo: en el caso de la rotura de mltiples tubos en una zona particular de la caldera (colector inferior de pared trasera) Cul es el entorno? Y por supuesto luego de esto hay que definir la probabilidad de que esto ocurra, para incluirlo o no en el Plan de Inspeccin. Definir acciones de mitigacin!!


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Estrategias para la desincorporacin de Calderas (fin de vida til). Calderas que se acercan al final de la vida de servicio, son casos especiales donde la aplicacin de RBI muy til para obtener mximo beneficio econmico restante de un activo sin incurrir en riesgos.

Qu espera el propietario de su caldera de 30 aos?.30 aos mas!!

Lo primero es ver si realmente los componentes crticos de la caldera no son confiablesno sea que se est tomando decisiones por factores de tiempo de servicio o factores contableshay que evaluar integridad mecnica y la eficiencia de a caldera.

Al final de su vida se centran esfuerzos de inspeccin directamente en componentes de alto riesgo objetivo: reducir el riesgo. Anlisis de aptitud para el servicio (API RP 579 ASME FFS-1 - 2007 Fitness-for-Service).

Gestin de Riesgos a travs de la Inspeccin. La informacin que genera la Inspeccin reduce la incertidumbre del riesgo asociado con equipos a presin principalmente por el hecho de verificar la existencia del o de los daos, su extensin y gravedad para el componente en estudio.

Este conocimiento puede mejorar la previsibilidad de la probabilidad de falla. Aunque la inspeccin no reduce el riesgo directamente, es una actividad de gestin de riesgos que puede dirigir la reduccin del riesgo.

En el caso particular de las calderas es definitivamente primordial, porque la caldera a pesar de ser considerado dentro de los recipientes que operan a presin constante objeto de la Norma ASME PCC-3-2007, resulta ser MUY DINMICA en su operacin.

La inspeccin en las calderas que ya tienen un tiempo de operacin est principalmente enfocada en la deteccin y monitoreo de daos. La probabilidad de falla debido a un dao en particular es funcin de los siguientes cuatro factores:

(a) Mecanismo de daoUbicacin!? (b) Velocidad de propagacin del dao (c) Posibilidad de identificar y detectar los daos considerados en el momento y predecir futuros

estados del dao, con tcnicas de inspeccin. Luego de b y c visualizar la neceisidad de la siguiente inspeccin de seguimiento o control del mecanismo identioficado y establecer el plazo para la prxima inspeccin

(d) Tolerancia de los componentes de la caldera al tipo de dao

RBI para establecer Planes y Prioridades de inspeccin. El principal producto del anlisis de riesgos:

plan de inspeccin para cada componente evaluado Debe detallar:

el riesgo relacionado con la operacin de los componentes de la caldera antes de implementar las actividades de mitigacin.

para componentes con riesgo inaceptable debe referir a acciones de mitigacin que sean recomendadas para reducir el riesgo a niveles aceptables y/o reportar a la Organizacin responsable de generar las habilitaciones para que se tome la decisin de que accin tomar con la caldera en cuestin.


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En las calderas, debido a la imposibilidad de medicin y determinacin del efecto de muchas de las condiciones operativas de forma individual o partcular, la inspeccin es el medio costo efecto mas efectivo de gestionar el riesgo de sus componentes. A continuacin casos que deben llevar a un anlisis de relacin condicin de operacin mecanismos de dao que pudeiran ocurrir en consecuencia: Caso - Ejemplo # 1 Al encontrar evidencias de tratamientos de agua poco controlados, en los que pudiera concentrarse elementos corrosivos particulares (como soda custica en espuma), se debera verificar la posible aparicin de mecanismos de daos relacionados que afecten componenetes crticos para la integridad de la caldera (ejemplo daos por ataque qumicos a la unin soldada de las riostras stays) NOTA: las dos fotografias a continuacin no se corresponden con el mismo caso, ni la misma caldera, solo se utilizan para plantear el ejemplo.

Caso # 2 Caso histrico de una caldera que normalmente estaba fuera de servicio (posiblemente no bien preservada) y se utilizaba en una universidad para dar clases sobre operacin y los sistemas de control y seguridad de la caldera. La caldera venia de ser recientemente inspeccionada y habilitada. Se puede ver que la humedad que condensaba y el oxgeno presente en tiempos de caldera fuera de servicio, generaron un mecanismo de dao por corrosin localizada en la ZAT de la costura del envolvente (zona tpicamente andica con relacin a la soldadura y la lmina de la carcasa.


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Una vez que la caldera se puso en servicio a sus condiciones de operacin normal y se arranc y par en varias oportunidades durante una clase, se ve que hubo puntos en los que la profundidad de las picaduras no rsistieron la presin de operacin y la caldera explot. En este caso, el inspector que verifique que la caldera se encuentra normalmente fuera de servicio, debe solicitar informacin del proceimiento de preservacin y que este se haya cumplido, debe cruzar esta condicin con mecanismos de dao que pudieran ocurrir bajo esta condicin y solicitar alguna inspeccin adicional, para descartar mecanismo de daos sospechables. Condiciones operacionales no comunes pueden lleva a hacer evaluaciones, posiblemente prematuras, de integridad de una caldera, sin necesidad de esperar a los 25 o 30 aos, por muy nueva que sea la caldera. RBI para establecer Planes y Prioridades de inspeccin.

El principal producto del anlisis de riesgos: plan de inspeccin para cada componente evaluado

Los planes de inspeccin debern describir: el tipo de inspeccin y/o con que ensayo, alcance o extensin, y los tiempos entre inspeccin o examen.

La Clasificacin de los componentes de la caldera por el riesgo, les permite a los usuarios de las calderas asignar prioridades a las distintas inspecciones - evaluar la urgencia de inspeccin. Una evaluacin de integridad no tiene porque llevarse a cabo en una misma inspeccin.

Una vez que se define el riesgo asociado con el componente particular, se debe definir la eficacia relativa de diferentes tcnicas de inspeccin.

Una vez definido el riesgo asociado al componente particular, se debe definir: la eficacia relativa de diferentes tcnicas de inspeccin

Adicionalmente, (si aplica) establecer el aporte a la reduccin del riesgo de parte de acciones de mitigacin.

Cuando una inspeccin identifica daos ms all de los lmites predeterminados, utilizar: Anlisis de Aptitud para el Servicio (fitness-for-service) ASME FFS-1-2007/API RP 579. Segn resultados - tomar decisiones de:


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reparar, remplazar, o continuar operando.

Optimizacin de Inspeccin.

Cuando se determina el riesgo asociado a un componente particular de la caldera y la efectividad relativa de diferentes tcnicas de inspeccin en detectar y cuantificar la condicin de avance del mecanismo creble y del riesgo de falla, se puede asegurar que hay informacin disponible y suficiente para desarrollar una herramienta de optimizacin para planificar e implementar un programa de RBI.

Las inspecciones: si el mtodo utilizado es el adecuado para detectar el mecanismo de dao, el nivel de riesgo calculado se ve afectado mediante la reduccin de incertidumbre.

El hecho de aplicar varios ensayos no destructivos a diferentes componentes de la caldera NO quiere decir que con esto se reduzcan los niveles de riesgo, y al contrario se puede llegar a dar que el riesgo aumente si se aplican mtodos de ensayos que sean invasivos y puedan afectar la condicin de integridad del componente.


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El riesgo no puede reducirse a cero.

Factores de riesgo residuales incluyen: (a) el error humano (diseo, operacin, mantenimiento e incluso en la aplicacin de las tcnicas

de inspeccin)falta de sentido de pertenencia!...desconocimiento! (b) las limitaciones fundamentales del mtodo de inspeccin (c) errores de diseo (d) mecanismos desconocidos de los daos, que no hayamos considerado en nuestro estudio (e) los efectos secundarios de las unidades cercanas o asociadas a un mismo colector de vapor (f) efectos indirectos de los equipos asociados e instrumentos (g) los desastres naturales (h) eventos externos (i) actos deliberados (por ejemplo, el sabotaje)

RBI nunca compensar las siguientes condiciones:

(a) Informacin incorrecta o faltante de la unidad en planta (b) Diseo inadecuado o defectos del equipo (c) Instalacin y/u operacin inapropiada (d) Operacin fuera de lo aceptable por el diseo (e) Implantacin no efectiva del plan de inspeccin (f) La falta de personal calificado o equipo de trabajo (g) La falta de ingeniera o de un juicio operacional (h) No adoptar con prontitud medidas correctivas o las estrategias de mitigacin


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Anlisis de RBI.

El proceso de anlisis de riesgos, requiere de los pasos esenciales de la planificacin de la inspeccin basada en el anlisis de riesgos - Independientemente del enfoque (cualitativo, semi-cuantitativo o cuantitativo).

Los grandes fabricantes de calderas, indican en sus manuales de operacin y mantenimiento guas para efectuar las inspecciones peridicas de sus calderas, basadas en sus experiencias de frecuencia y ubicacin de los mecanismos de daos y adicionalmente sugieren los mtodos de inspeccin. Tambin en sus pginas web ofrecen resmenes de casos histricos y documentos extensos dedicados a la orientacin del pblico sobre este tema.

Tabla tomada de un folleto de B&W de promocin de estudios de evaluacin de integridad de calderas (Componentes Ensayos No Destructivos) No se indican los mecanismos de dao a evaluar, pero para cada componente ya se han asignado los varios posibles mecanismos de daos.


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Organizacin de la informacin siguiendo este mismo concepto se puede encontrar en:

Cdigo ASME Seccin V: Subseccin A Mtodos No Destructivos de Examinacin Artculo 1 Apndice A Imperfecciones Vs Tipo de Mtodo de END Tabla A-110 Norma ASME PCC-3-2007 proporciona guas no obligatorias: Apndice A Definiciones de Mecanismos de Dao Apndice B Tabla de Mecanismos de Dao y Screening de los Defectos Apndice C Tabla de Inspeccin / Mtodos de Monitoreo

Es posible tener dos o ms mecanismos de dao en la misma pieza o componente bajo anlisis. Determinacin de la probabilidad de falla. La probabilidad de falla debe ser determinada en base a tres consideraciones principales:

(a) la identificacin de los mecanismos de dao crebles (interno o externo) para los materiales de construccin. Para el caso de las calderas debemos considerar:

lado agua, lado fuego, lado cmaras muertas o penthouses (por paso de gases de combustin o entrada de agua de

lluvia (acida) gases de combustin y lado externo (bien sea por corrosin bajo aislamiento trmico o por calcinacin de estructura

por fuga de gases)

(b) determinacin de las velocidades de propagacin de los daos. (c) la determinacin de la eficacia de los programas de inspeccin, particularmente los mtodos

de END empleados, para la identificacin y seguimiento de defectos y otras evidencias de daos, de manera que el o los componentes de la caldera puedan ser reparados o remplazados antes de fallar.

La eficacia de la inspeccin se determina por muchos factores, incluyendo:

(1) tipo de inspeccin (es decir, la capacidad del mtodo de inspeccin para detectar y caracterizar mecanismos de dao).

(2) la destreza y la capacitacin de los inspectores (3) nivel de experticia usado en la seleccin de las partes de los componentes (lugares) a

inspeccionar.


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Anlisis del Efecto del Dao en Servicio.

El Anlisis del efecto del dao de la caldera en servicio y la inspeccin, sobre la probabilidad de falla implica los siguientes pasos:

(a) Identificar los mecanismos de dao activos y crebles y modos de falla asociados que pueden ser razonablemente esperados durante un cierto perodo de tiempo, tanto en condiciones de operacin normales como fuera de ellas.

(b) determinar la susceptibilidad al dao y la velocidad de acumulacin del dao como una funcin del tiempo de operacin.

Por ejemplo: una grieta de fatiga trmica es impulsada por diferenciales y ciclos trmicos (arranques y

paradas) daos por corrosin son impulsados por la temperatura, la humedad en la parte externa

de la caldera, y por concentracin de oxgeno u otros contaminantes en el lado agua de la caldera.

(c) Determinar la eficacia de los programas de inspeccin y mantenimiento, as como otras acciones de mitigacin. Normalmente es necesario evaluar la probabilidad de falla considerando varias estrategias alternativas de mitigacin, incluso considerando la estrategia de "NO inspeccionar".

(d) Determinar la probabilidad de que en las condiciones actuales, el dao contine a las velocidades de propagacin previstas y que exceda la tolerancia del componente y resulte en una falla. El modo de falla, tambin debe predecirse basado en el mecanismo de dao. As que sera deseable en algunos casos poder determinar la probabilidad de ms de un modo de fallo y combinar los riesgos resultantes.

Determinar el Modo de Falla.

Es importante enlazar el mecanismo de dao al modo de fallo resultante. Por ejemplo:

(a) picaduras conduce a menudo a fugas por pequeos agujero

(b) corrosin bajo tensin puede convertirse en pequeas grietas a travs de paredes, o en algunos casos, puede resultar en una rotura catastrfica

(c) daos metalrgicos y daos mecnicos pueden dar lugar a modos de falla que pueden variar de pequeos agujeros a rupturas

(d) adelgazamiento general por corrosin puede llevar a grandes fugas o rupturas.

El modo de falla afecta principalmente a la magnitud de las consecuencias. Por esta y otras razones, los anlisis de probabilidad y consecuencia se deben trabajar de forma interactiva. Varios modos de falla, para determinados mecanismos de dao a copntinuacin algunos ejemplos ya conocidos:


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Mecanismo de dao: Tremofluencia lenta Creep:

Mecanismo de dao: Temple


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INSPECCIN Y EXAMINACIONES NO DESTRUCTIVAS


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Ms de una tcnica de inspeccin puede ser utilizada para detectar y caracterizar un mecanismo de dao especfico.

Asimismo, una misma tcnica de inspeccin puede ser capaz de detectar y caracterizar varios tipos de mecanismos de dao, pero

ninguna tcnica sola es capaz de detectar y caracterizar todos los mecanismos de dao. Examinaciones No Destructivas

ASME Section V-Nondestructive Examination Esta Seccin contiene requerimientos y mtodos para examenes no destructivos que son requeridos por otras Secciones del Cdigo.

Esta Seccin tambien incluye las responsabilidades de examinacin de los fabricantes, deberes de los inspectores autorizados y requerimientos para la calificacin de personal Los Mtodos de Ensayos No Destructivos, que son tpicamente aplicados a Recipientes a Presin y Calderas, estn planteados en la Seccin V del Cdigo ASME

Seccin V Examen No Destructivo (Nondestructive Examination) Hace referencia a:

Radiografa Ultrasonido y Lquidos Penetrantes Partculas Magnticas Corrientes de Eddy Examinacin Visual Pruebas de Fuga Emisin Acstica

T-120 GENERAL

(a) Subseccin A describe los mtodos de ensayos no destructivos a ser usados si son referenciados por otra seccin del Cdigo o documentos referenciales.

(b) Subseccin B Lista Estndares cubriendo mtodos de ensayos no destructivos que han sido aceptadas como estndares en su mayora ASTM - ASME. Estos estndares no son mandatorios a menos que sean especficamente referidos en la totalidad o una parte de la Subseccin A o como se indica en otras Secciones del Cdigo o documentos referenciales.


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Las normas ASTM recopilan los Mtodos de Ensayos No Destructivos en uno de sus libros 03.03, del que se presenta el indice. Ningn mtodo particular de END funciona para la deteccin de todas las imperfecciones o aplicaciones de medicin. Cada uno de los mtodos cuenta con ventajas y desventajas cuando se comparan con otros mtodos.

Todos los Mtodos de Ensayos No Destructivos, estn bien normalizados en la Seccin 3 de los Libros Anuales de las Normas ASTM Metals Test Methodsand Analytical Procedures

Volumen 03.03 Ensayos No Destructivos (Nondestructive Testing)

Los mtodos de END cubiertos son:

Reference Radiological Imagesreference radiograph standards, which when accompanied by ASTM's standard radiograph plates, are used to illustrate the type and degree of discontinuities that may be found in castings and welds. Others detail the procedures required for proper radiographic examination. Radiology (Neutron, X, and Gamma)test methods and practices cover topics such as calibration and measurement of CT density, radioscopic examination of weldments, and quality control of industrial radiographic film processing. Digital Imagingpractices and guides cover digital imaging and communication in nondestructive evaluation (DICONDE), including computerized transfer of digital radiological and ultrasonic examination data. Magnetic Particle and Liquid Penetrant Examinationtest methods, practices, and reference photographs examine minimum requirements and various techniques. Acoustic Emissionstandard procedures for operating acoustic emission sensors and monitoring structures. Ultrasonicpractices for performing ultrasonic examination of tubing, weldments, and other materials. Electromagneticprocedures for electromagnetic (eddy current) examination of ferrous and nonferrous metals, and in particular, various tubular products. Leak Testingpractices and tests establish procedures for leak testing of open and sealed units. Other standards in this volume cover infrared methods, nondestructive testing agencies, metals sorting, and identification.


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ASNT

La Sociedad Americana de Ensayos No Destructivos es una de las organizaciones ms conocida cuando hay que referirse a la calificacin de Inspectores, aunque en varios de los paises de Latino Amrica hay normas y organizaciones que certifican inspectores de ensayos no destructivos. A continuacin algunos puntos a resultar sobre los requerimientos y planteamientos de la ASNT:

Prctica Recomendada No. SNT-TC-1A

Los Ensayos No Destructivos (END) son procesos que envuelven la Inspeccin, Prueba o Evaluacin de posibles discontinuidades, deficiencias en las propiedades en Materiales, Componentes, Arreglos y Mquinas, sin deteriorar o destruir la capacidad de servicio de las partes.

Es bien reconocido que la Efectividad de la Aplicacin de Ensayos No Destructivos END depende de la Capacidad de las personas responsables del Desempeo y Aplicacin de los Mtodos.

En la PR No. SNT-TC-1A, el termino END aplica igualmente a los Mtodos de END usados en la Inspeccin de Materiales, o Aplicaciones de Deteccin Medicin de Flujo y Mantenimiento Predictivo (PdM) Certificacin de Personal Niveles de Calificacin de Inspectores:

END Nivel I: El inspector debera ser calificado para desarrollar adecuadamente calibraciones especficas, END especficos y evaluaciones especficas, para la determinacin de aceptacin o rechazo, de acuerdo con instrucciones escritas y para registrar los resultados. Los inspectores Nivel I deberan recibir las instrucciones necesarias o la supervisin por parte de un Inspector en END Nivel II o III.

END Nivel II: El inspector debera ser calificado para ajustar y calibrar equipos y para interpretar y evaluar resultados con respecto a los Cdigos, Normas y Especificaciones que apliquen. Los inspectores Nivel II debera estar completamente familiarizados con el alcance y las limitaciones de los mtodos para los cuales est calificado y podr ejercitar la responsabilidad asignada a travs de capacitacin trabajando y orientacin de los aprendices y los inspectores Nivel I. Los inspectores Nivel II deberan ser capaces de organizar y reportar los resultados de ensayos no destructivos.

END Nivel III: El inspector debera ser capaz de desarrollar, calificar y aprobar procedimientos, estableciendo y aprobando tcnicas, interpretando Cdigos, Normas, Especificaciones y Procedimientos; y designando mtodos particulares de END, tcnicas y procedimientos a ser usados. El inspector Nivel III de END debera ser responsable por las operaciones de END, para las cuales est calificado y ha sido asignado y debera se capaz de interpretar y evaluar resultados en trminos de los Cdigos, Normas y Especificaciones existentes. Los inspectores Nivel III de END debera tener suficiente background prctico en materiales, y tecnologas de fabricacin y productos, para establecer las tcnicas y para asistir en el establecimiento de criterios de aceptacin cuando no otras referencias existentes. Los inspectores Nivel III debera contar con general familiarizacin con otros mtodos de END. En los mtodos en los cuales este certificado, debera ser capaz de capacitar y examinar personal de Nivel I y Nivel II, para certificarlos en estos mtodos.


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MTODOS DE INSPECCIN PARA CALDERAS

Se plantean los 1.200 psi, como el lmite de presin en las calderas, para la aplicacin de los ensayos no destructivos que pudieran ser utilizados o suficientes para llevar a cabo la evaluacin de intrgridad. En las graficas siguientes se ve la divisin entre los mtodos convencionales y las tecnologa avanzadas.

PROBLEMAS DE ENVEJECIMIENTO DE CALDERAS

Ya se ha definido cuales son los mecanismos de dao esperados en las calderas convencionales industriales (acuatubulares y pirotubulares) y de termoelctricas. En funcin de los mecanismos habr que definir cual de los mtodos de ensayo no destructivo ha de utilizarse.


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COMPONENTES CRTICOS PARA CALDERAS

Tambien se ha visualizado los mecanismos de que tipicamente se generan y progresan en cada parte de las calderas, de manera que sea posible visualizar que buscar en cada parte de la caldera y con que ensayos no destructivos, que como se ha indicado para calderas por debajo de los 1.200 psi sera suficientes con ensayos no destructivos convencionales.

COMPONENTES CLAVES QUE REQUIEREN REEMPLAZO

Componente Mecanismo de Dao

o Tubera de Vapor o Sobrecalentador / Recalentador o Atemperador o Economizador o Tubos de la Pared del Hogar

Creep o Creep + Fatiga Creep o Creep + Fatiga Fatiga Trmica Fatiga Trmica + Corrosin Sobrecalentamiento, Corrosin,

Corrosin Fatiga, Dao por Hidrgeno


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INTRODUCCIN A LAS EXAMINACIONES NO DESTRUCTIVAS

No hay un mtodo nico de END que funcione para la deteccin de todos los defectos o en aplicaciones de medicin. Cada mtodo cuenta con sus Ventajas y Desventajas cuando se compara con otros mtodos.

Cada mtodo END cuenta con sus propias ventajas y desventajas, as que para cada aplicacin particular, algunos resultan ser preferibles frente a otros. El especialista en END deber seleccionar el mtodo que detectar el defecto o tomar la medicin con la mayor Sensibilidad y Confiabilidad. El costo efecto de la tcnica tambien debe ser tomado en cuenta.

Ensayos No Destructivos END

Ensayo Visual (VT)

Lquidos Penetrantes (PT)

Ensayos Electromagnticos (ET)

Partculas Magnticas (MT)

Emisiones Acsticas (AE)

Ensayos de Ultrasonido (UT)

Ensayos Radiogrficos (RT)

TINTES PENETRANTES

Principios: Una Solucin Penetrante es Aplicada a la Superficie de un Componente pre-limpiado. El Lquido Entra en las Discontinuidades Superficiales (comunicados con la superficie) por Accin de la Capilaridad. El Exceso del Material Penetrante es Cuidadosamente Removido de la Superficie.

Un Revelador se Aplica para Traer de Regreso a la Superficie al Penetrante Atrapado, Cuando este se Extrae se Obtiene la Indicacin que da la Ubican e Identifican los Defectos.

La Indicacin es Mucho mas Fcil de ver que el Defecto a Simple Vista, y se cuenta con tintas penetrantes fluorescentes, que con el uso de luz ultravioleta, facilitan mucho ms la deteccin de los defectos.

Principales Usos: Usado para Ubicar Agrietamientos, Porosidades, y otros Defectos que Interrumpen la Superficie de un Material y que Cuenta con Suficiente Volumen para Atrapar y Retener el Material Penetrantes.

El Ensayo de Liquidos Penetrantes es Usado para Inspeccionar Largas reas de Forma muy Eficiente y Trabaja en los Materiales NO Porosos.


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Principales Ventajas:

Largas reas de Superficies o Largos Volmenes de Componentes o Materiales Pueden ser Inspeccionados Rpidamente y a un Bajo Costo.

Partes con Geometras Complejas son Inspeccionadas Rutinariamente. Las Indicaciones son Producidas Directamente sobre la Superficie del Componente

Proveyendo una Imagen Visual de la Discontinuidad. La Inversin en Equipos es Mnima.

Desventajas: Detecta solo Defectos que Afloran a la Superficie. La Preparacin de la Superficie es Crtica con Relacin a Contaminantes, que Pueden dar

Marcas de Defectos. Requiere de una Superficie Relativamente Suave y No Porosa. Post Limpieza es Necesaria para Remover los Qumicos. Requiere de Mltiples Operaciones bajo Condiciones Controladas. Son Necesarias Precauciones por el Manejo de Qumicos (toxicidad, fuego, desperdicios).


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PARTCULAS MAGNTICAS

Principios: Un Campo Magntico se Establece en un Componente manufacturado con un Material Ferromagntico. Las Lneas Magnticas de Fuerza Viajan a travs del Material, y Salen y Re-entran al Material en los Polos.

Defectos tales como Grietas o Poros Cavidades No pueden Soportar el Flujo y Forzan al Flujo Fuera del Componente.

Las partculas magntizables se pueden aplicar en forma de polvo o en suspensin en un lquido, y tambien en la tcnica de Partculas Magnticas se cuenta con la opcin de partculas fluorescentes

Las Particulas Magnticas Distribuidas sobre el Componente sern Atraidas a las reas de Rotura de Flujo y se Produce un Indicador Visible. Principales Usos: Usado para Inspeccionar Materiales Ferromagnticas.

La Inspeccin con Partculas Magnticas pueden Detectar Defectos Superficiales y Cercanos a la Superficie.


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Principales Ventajas: Pueden ser Inspeccionadas Rpidamente Largas Superficies de Partes Complejas. Puede Detectar Flujos Superficiales y Sub-Superficiales. La Preparacin de Superficie es Menos Crtica que para la Inspeccin por Lquidos

Penetrantes. Las Indicaciones de las Partculas Magnticas se Producen Directamente sobre la Superficie

de la Parte y Facilita la Forma Imagen de la Discontinuidad. Los Costos de los Equipos son Relativamente Bajos.

Desventajas: Solo Pueden ser Inspeccionados Materiales Ferromagnticos. La Alineacin Apropiada del Campo Magntico y del Defecto son Crticas. Se Requieren Corrientes de Gran Magnitud para componentes Grandes. Requiere de Superficies Relativamente Lisas. Recubrimientos No Magnticos o Pinturas Paint Afectar Negativamente la Sensibilidad. Es Necesario la Desmagnetizacion y Limpieza Luego del Trabajo

ULTRASONIDO

Principios: Ondas de Sonido de Alta Frecuencia son Enviadas dentro del Material, haciendo uso de un Transductor. Las Ondas de Somido Viajan a Travs del Material y son Recibidas por el Mismo Transductor o por un Segundo Transductor.

La Cantidad de Energa Transmitida o Recibida y el Tiempo son Analizados para Determinar la Presencia de Fallas.

Cambios en el Espesor del Material, y Cambios en las Propiedades del Material, pueden ser Tambien Medidos.

Principales Usos: Usado para Ubicar Defectos Superficiales y Sub-Superficiales en la mayora de los Materiales, incluyendo Metales, Plsticos e Incluso Madera. La Inspeccin por Ultrasonido es Tambin Usada para Medir Espesores de Materiales y Adems


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Caracteriza Propiedades de Materiales Basado en la Velocidad del Sonido y Atenuacin de las Medidas.

Palpadores y Patrones de Calibracin

Principales Ventajas:

La Profundidad de Penetracin para Deteccin de Fallas o Medicin es Superior que otros Mtodos.

Solo hace falta accesar de un lado. Provee Informacin de Distancia. Se Requiere una Mnima Preparacin del Componente a Inspeccionar El Mtodo Puede ser Usado para mas de solo Deteccin de Defectos

Desventajas: La Superficie Tiene que ser Accesible para el Palpador y el Acoplante. Las Habilidades y la Capacitacin Requerida es mas Extensa que para Otras Tcnicas. El Acabado y Rugosidad de la Superficie Puede Interferir con la Inspeccin. Componentes muy Delgados Pueden tener Dificultades para Inspeccionar. Defectos Lineales Orientados en Paralelo a la Onda de Sonido, Pudran No ser Detectados. Normalmente se Requiere de Patrones de Referencia.


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OTROS ENSAYOS BASADOS EN ULTRASONIDO

Dentro de las tcnicas de Ultrasonido, hoy en da hay variantes que vienen siendo muy utilizadas en la inspeccin de calderas. Algunas de ellas han migrado de la inspeccin de calderas de ms de 1.200 psi de presin de operacin a las calderas industriales. Algunas de estas tcnicas se mencionan a continuacin:

Muy importante verificar los requerimientos de limpieza de las superficies, para tomar decisiones de seleccin. Algunas de las tcnicas se ejecutan en la cara externa, lo que da solo una deteccin de posibles daoa a la cara del tubo al que se tiene acceso; otras se pueden hacer desde el interior de los tubos, dando como beneficio la posibilidad de inspeccionar todo el diametro (interno y externo) de los tubos.

ULTRASONIDO PHASED ARRAY

Los ensayos no destructivos volumtrica (NDT) se realizan tpicamente en la industria usando radiografa o ultrasonidos.

La radiografa tiene las desventajas que puede ser un peligro para la seguridad y es pobre en la deteccin de las discontinuidades ms crticos planas (grietas, falta de fusin y la falta de penetracin).

El Phased Array es ms seguro y ms repetible, sistemas de PA son ms rpidos para la inspeccin de soldaduras de gran volumen.

El uso de ultrasonidos manuales es mucho mejor en la deteccin de discontinuidades planas, pero es lento y los resultados son altamente dependientes del operador.

La tcnica de ultrasonido Phased Array (PA) es un mtodo avanzado de pruebas que tiene aplicaciones originales evaluaciones mdica (aplicacin comn de arreglo de fase es la obtencin de imgenes del corazn, imgenes del feto en el tero) y luego migr a ensayos no destructivos industrial (originalmente iniciado por Albert Macovski de la Universidad de Stanford). Cuando se aplica a los metales la imagen PA muestra un segmento que puede revelar defectos ocultos en el interior de una estructura o de soldadura.

El nuevo desarrollo - phased arrays de ultrasonido porttil - ofrece velocidad y flexibilidad. Los equipos de ultrasonidos phased array porttil son altamente computarizados y pueden ser operados de forma manual, semiautomtica (codificado, con o sin la ayuda de exploracin) o totalmente automatizada (que opera una plataforma de exploracin).

El Cdigo ASME para calderas y recipientes a presin en la Seccin V, Artculo 4, public las bases para el desempeo de inspeccin por ultrasonido phased array de soldaduras.

Ventajas Tcnicas Sobre Radiografia Phased Array ofrecen ventajas significativas en la velocidad, imgenes, auditora de datos, y flexibilidad sobre tcnicas tradicionales de ultrasonidos. El Phased Array se ha convertido en un serio competidor para las pruebas de radiografa (RT) de soldaduras. Las pruebas por radiografa ha sido el estndar para las inspecciones de soldadura por las ltimas dcadas; sin embargo, se han conocido limitaciones.


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Especficamente RT tiene importantes problemas de seguridad de la radiacin, limitaciones de licencia por esta misma razn, detencin de actividades laborales al momento de aplicarlos, desechos qumicos y medioambientales, grandes volmenes de pelcula, y el deterioro de la pelcula. El anlisis de defectos puede ser subjetiva y bastante lento. Adems, RT es incapaz de dimensionar defectos de manera confiable en el plano vertical para la integridad estructural, y es pobre en la deteccin de defectos planos.

Con el Phased Array no hay problemas de seguridad o de licencias, deterioro de pelcula, o problemas de almacenamiento, y puede dimensionar defectos en el plano vertical.

ECO PULSO ULTRASNICO

IRIS (INTERNAL ROTARY INSPECTION SYSTEM)

Se utiliza una tcnica de pulso-eco de inmersin. El transductor ultrasnico est alojado en una cabeza de la turbina con un espejo rotativo a 45. El conjunto de la turbina est centrada en el eje


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central del tubo. Estos pulsos son emitidos en paralelo al tubo y se reflejan por el espejo a 45 de modo que se dirigen radialmente en la pared del tubo. Las reflexiones tanto de pared del tubo interior y exterior siguen el mismo camino al transductor. El intervalo de tiempo entre el primer eco de pared interna y segundo eco de pared externa da la medida del espesor de la pared. Como el espejo gira, el haz ultrasnico barre toda la circunferencia de la pared del tubo. La velocidad de la turbina es ajustable para permitir la inspeccin de hasta 5 metros por minuto.

DARIS (DYNATRON AUTOMATED RECORDING INSPECTION SYSTEM)

El Sistema de Dynatron automatizado de grabacin de Inspeccin (Daris) utiliza una tcnica ultrasnica de pulso-eco de inmersin y ha sido diseado especficamente para la inspeccin de tubos de calderas e intercambiadores de calor.

En el esquema siguiente se muestra la sonda Dynatron, con sus uniones flexibles, centralizadores expandibles y micro-motor rotatorio controlado por una computadora.

El micro-motor controla la rotacin de un transductor ultrasnico. Este transductor de ultrasonido enva pulsos en ngulo recto a la pared del tubo y recoge los datos circunferenciales. Esto es fundamental, ya que cualquier seal ultrasnica menos de lo normal (90 + 2) en la entrada, reducir severamente la energa de la seal reflejada. Por lo tanto una prdida de seal llevara a una zonas de "no inspeccin".

Los centralizadores expandibles permiten que la sonda est posicionada de manera que el transductor est perpendicular a la superficie del tubo.

Las uniones flexibles y el tamao de la sonda permiten superar curvas cerradas.

Caractersticas del DARIS: Sonda motorizada - ambos movimientos axiales y radiales son controlados por computadora. La velocidad y la resolucin de la inspeccin se pueden configurar por el usuario a travs de una computadora porttil. La sonda pasar por la mayora de las curvas y reducciones de extrusin que se encuentran en las calderas. Las lecturas son repetibles a +/- 0,001" (0,04 mm). Precisin de +/- 0,005" (0,19 mm). Displays en vivo de B-scan y C-scan, segn el tubo es escaneado, dando al usuario informacin instantnea sobre la condicin del tubo que est siendo inspeccionado. Los datos se guardan en medios electrnicos y se puede recuperar posteriormente para su revisin o anlisis.


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NEAR DRUM INSPECTION o NIP - (Near Drum Inspection Probes)

Normalmente los ensayos con sondas que se introducen al interior del tubo dan lecturas erroneas en las primeras pulgadas del tubo, por la interferencia que genera la unin tubo placa o la pared del domo, esta opcin permite evaluar esta zona del tubo.

Con esta tcnica (Aplicacin de DARIS) se puede detectar el adelgazamientos de tubos a pocos centmetros de la unin tubo tambor, en los tubos del banco de generacin, que muchas veces se daan por exceso de expandido en fabricacin, reemplazos y/o durante operaciones de re-expandido en mantenimiento, corrosin y/o erosin tanto interna o externa. Una inspeccin externa es ideal pero no todos los tubos son accesibles. El diagrama siguiente muestra las reas que tpicamente se adelgazan en los tubos en esta zona cercana a los tambores.

Adelgazamientos de tubos en la cercana de los domos, en los tubos del banco generador de calderas han sido encontrados en:

Calderas Recuperadoras de Qumicos en la industria de pulpa y papel

Calderas de Plantas termoelctricas que queman combustibles fsiles

Calderas que queman madera


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Este problema de adelgazamiento y desgaste de tubos puede ocurrir tanto en el tambor superior como en el inferior.

La pantalla muestra los primeros centmetros del extremo del tubo ms all del tambor. Tpicamente, Daris produce 50 "lecturas" B-scan por pulgada lineal, por lo que para una zona de 2 habr 10.000 posibles lecturas de espesor.

ONDAS ULTRASNICAS GUIADAS THE CLAW

El sistema de garra es un desarrollo especfico de este tipo de sonda, que proporciona un mtodo de inspeccin para tubos de la caldera durante paradas, en arreglos de tubos con acceso restringido. El mtodo de onda guiada puede inspeccionar decenas de metros de tubo de caldera desde una nica ubicacin y llegar a ejecutar una cobertura del 100% de los tubos a inspeccionar.

Caractersticas principales: Diseo robusto; Se utiliza un nuevo tipo de mini transductores; Alta sensibilidad global de defectos; Mtodo de acoplamiento transductor fiable. Optimizado para espacios estrechos de menos de 50 mm o ~ 2 "; Puede adaptarse un brazo de extensin para aplicaciones remotas de hasta 2 metros o 6 pies;


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El diseo que se muestra abajo es una configuracin de anillo de transduccin de dos filas, que ha sido diseado especficamente para tuberas/tubos entre "y 2,5" de dimetro exterior. Similar a los anillos slidos convencionales de esta tcnica, este diseo particular es capaz de recoger la direccionalidad y el modo de seales convertidas en un rango de frecuencia predeterminado. Esto ha demostrado ser importante en la interpretacin de los resultados de las pruebas de onda guiada.

CORRIENTES INDUCIDAS Corrientes de EDDY, Corrientes de Foucault o Corrientes Parsitas)

Principios: El mtodo de corrientes inducidas llamado tambin Corrientes EDDY, opera bajo el principio de la induccin electromagntica, donde un campo magntico alternante induce corriente sobre la pieza de ensayo si es de un material conductor.


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Este Viaje de Corrientes en Loops Cerrados se Llaman Corrientes de Eddy. Las Corrientes de Eddy Producen su Propio Campo Magntico que puede ser Medido y Usado para Ubicar Fallas y Caracterizar Conductividad, Permeabilidad y Determinar Dimensiones.

Principales Usos: Usado para Detectar Fallas en la Superficie y Cerca de ella en Materiales Conductivos, Tales como los Metales.

La Inspeccin con Corrientes de Eddy tambin se Usa las Corrientes de Eddy para Caracterizar Clasificar Materiales Basado en Conductividad Elctrica y Permeabilidad Magntica, y Medir Espesores de Lminas Delgadas de Metales y Revestimientos no Conductivos tales como Pinturas.

Principales Ventajas: Detecta Defectos Superficiales y Sub-Superficiales Cercanos. No es necesario ningn contacto con la superficie del componente, lo que significa que es

posible realizar ensayos con altas temperaturas o inspecciones de superficies revestidas o contaminadas. Se Requiere de una Mnima Preparacin del Componente de Inspeccionar

Se puede conseguir una alta velocidad de escaneado de 1 m/s. Se puede conseguir la evaluacin a diferentes profundidades mediante la medicin a

diferentes frecuencias o diferentes tamaos de bobinas. No se necesitan consumibles qumicos. Puede ser usado no solo para detectar defectos.

Desventajas: Solo pueden ser Inspeccionados Materiales Conductivos. Materiales Ferromagnticos Requieren de Tratamiento Especial. La Profundidad de Penetraciin es Limitada. Fallas que estn Paralelas a la Bobina de Prueba pudieran No ser Detectadas. Las Habilidades y Capacitacin requerida es Mucho mas Extensiva que Otras Tcnicas. La Rugosidad y el Acabado de la Superficie Puede Interferir. Para Calibrar deben Utilizarse Patrones Normalizados.


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Es una prueba netamente superficial, detectando defectos sub-superficiales cercanos a la superficie El patrn de corrientes inducidas y el campo magntico que necesariamente est asociado a ellas, estn influenciados por diferentes caractersticas del material bajo prueba. Aprovechando estas caractersticas la tcnica puede ser utilizada en: Deteccin de discontinuidades, medicin de propiedades de los materiales y mediciones dimensionales. FERROSCOPE RFT (REMOTE FIELD TECHNOLOGY)

Una variante dentro de las Corrientes Inducidas son las Corrientes Inducidas de Campo Remoto.

Con esta tcnica se pueden inspeccionar los materiales ferromagnticos penetrando todo el espesor del objeto a inspeccionar. Es una tcnica muy adecuada para la inspeccin de Calderas, as como intercambiadores ferromagnticos, aeroenfriadores, reactores y lneas de fluidos ferromagnticas.

Cuando un campo magntico excita un material ferromagntico, este se distribuye de la siguiente manera:

A medida que el espesor disminuye, la atenuacin en el campo magntico es menor tanto en amplitud como en fase permitiendo obtener informacin del rea y profundidad de la discontinuidad.


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Esta tcnica permite detectar defectos tales como grietas, picaduras, prdidas por corrosin generalizada o localizada y erosin antes y despus de alcanzar tamaos crticos, por lo cual se vuelve una herramienta indispensable para el diagnstico temprano de equipos crticos.

Objetivos: 1. Evaluar daos micro estructurales. 2. Deteccin de defectologa en tubera de calderas e intercambiadores 3. Deteccin de defectologa en componentes y equipos de acero ferromagntico.

Beneficios: 1. Elimina la subjetividad en la toma de decisiones. 2. Los costos de aplicacin son muy inferiores comparados con los beneficios 3. Se puede actuar a tiempo y de forma precisa 4. Muy sensible a defectos pequeos 5. Detecta fcilmente fisuras.

Referencia Normativa: ASTM E-2096 - 05 Standard Practice for In Situ Examination of Ferromagnetic Heat-Exchanger Tubes Using Remote Field Testing.


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LFRFT (Low frequency remote field-testing), y EMAT (Electromagnetic acoustic transmission) Ambas tecnologas pueden ser usadas para inspeccionar rpidamente tubos de pared del horno. Estas tcnicas dan casi todo lo que se requiere de una inspeccin normal tubo de pared, pero en el caso de erosin de tubos de pared con membrana el dao mximo a menudo tendrn lugar adyacente a la soldadura en la pared de la membrana, un rea donde al ultrasonido le es difcil el acceso debido a restricciones de espacio.


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LFET (Low Frequency Electromagnetic Technique).

La principal ventaja de esta tcnica es que no requiere contacto con el objeto bajo prueba para medir el espesor y la condicin del material. Adems, es una inspeccin de alta calidad que puede ser garantizada sin acoplador y con preparacin mnima de superficie.

RFT tambin muestra una alta sensibilidad para la deteccin de defectos en el ID o OD del tubo y se puede medir a travs de recubrimientos no ferromagnticos, revestimientos e incrustaciones.

El sistema opera en una oruga robtica y para cada tubo, hay al menos una bobina de excitacin, que induce una seal electromagntica de baja frecuencia orientada axialmente en la pared del tubo.

Esta seal decae con la distancia desde el excitador mientras simultneamente penetra a travs del espesor del tubo.

A una distancia de tres a cinco veces el dimetro externo del tubo la seal es recibida en al menos una bobina detectora. El tiempo de vuelo de la seal es proporcional al espesor de pared y la amplitud de la seal es proporcional al rea de superficie de cualquier cambio de espesor de pared.

Deteccin de Grafitizacin Agrietamiento de Fatiga Trmica Agrietamiento de Corrosin Fatiga Deteccin de Magnetita


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EMAT Electromagnetic Acoustic Transmission

Histricamente, los ensayos de ultrasonidos utiliza transductores piezoelctricos para desarrollar la onda ultrasnica en el material de ensayo, en el que se aplica un campo elctrico a un cristal piezoelctrico y se convierte en un pulso mecnico. Para aplicar este impulso mecnico desde el transductor al material de prueba se requiere un acoplante, tal como agua, aceite, grasa o uno de los acopladores de tipo gel disponibles comercialmente. Este requisito de un medio de acoplamiento puede ser una limitante para inspecciones donde se requiere el escaneo para cubrir grandes reas. Una tcnica alternativa para la introduccin de las ondas ultrasnicas en un material es el uso de transductores acsticos electromagnticos o EMATs.

Transductores acsticos electromagnticos o EMAT es una de las tecnologas emergentes para abordar la evaluacin de los tubos de la caldera. Aunque el concepto y la teora de EMAT se demostr hace muchos aos, las primeras generaciones del dispositivo, se introdujeron por primera vez en 1994 y ha demostrado ser un sistema NDT muy eficaz para la deteccin de daos tubo aislados en el dimetro interior (ID) como dao por hidrgeno, corrosin bajo depsito, grietas y adelgazamientos (EPRI ha patrocinado un proyecto separado para la deteccin de grietas asociadas a corrosin fatiga aun solo probada en laboratorio). Este ensayo permite buscar y reemplazar selectivamente slo las partes daadas de las tuberas. Patente desarrollada entre B&W y EPRI (sondas modificadas para el FST-GAGE). En 1998, en una siguiente generacin del sistema con la incorporacin de adquisicin y almacenamiento de datos electrnicos permite el mapeo de espesor continuo de tubos de caldera.

Una importante ventaja es que no requeire la limpieza de la superficie no requiere acoplante para llevar a a cabo el ensayo, dado que el impulso ultrasnico se desarrolla en el material a ensayar.


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RADIOGRAFA

Principios: Los Rayos X son usados para Producir Imagenes de Objetos Usando una Pelcula u Otros Detectores Sensibles a la Radiacin.

El Objeto a ser Ensayado se Coloca entre la Fuente de Radiacin y el Detector.

El Espesor y la Densidad del Material que es Penetrado por los

m dulo 8 pruebas mec nicas de control y

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